1．引言
自1980年Balzers將其物理涂層工具投人市場以來，幾十年來，歐洲地區(qū)該項技術的應用及發(fā)展在世界領域起到了舉足輕重的作用，隨著現(xiàn)代機械加工業(yè)高速加工時代的到來，世界各國也愈加注重涂層技術的應用與發(fā)展。歐洲刀具涂層技術自上世紀80年代中期以來得到了廣泛發(fā)展，尤其是物理涂層技術，可以說代表了當前世界*高水平。目前，歐洲物理涂層設備制造廠有十余家，涂層服務中心六十多家，主要采用陰極電弧及磁控濺射技術，在機械工業(yè)較發(fā)達國家或地區(qū)已形成了完備的服務體系。
2．歐洲刀具涂層技術*新狀況
目前歐洲在刀具涂層領域較有影響的涂層設備制造及服務公司有瑞士的Balzers公司、Platit公司，德國的CemeCon公司、PVT公司、Metaplas公司（公司總部位于美國）等，現(xiàn)將這些公司的*新狀況介紹如下。
2.1 Balzers公司
Balzers公司是目前世界上規(guī)模*大的刀具涂層公司，自上世紀70年代開始從事物理涂層技術的研發(fā)，以工具、精密零件涂層及裝飾鍍膜為主；1980年推出了熱陰極離子鍍膜機BAI830，完成了成套技術的開發(fā)工作，成功地應用于高速鋼刀具涂層并達到了工業(yè)化生產(chǎn)水平。在20多年里的發(fā)展過程中，該公司一直堅持設備制造、成套技術轉(zhuǎn)讓及涂層服務的方針，其所開發(fā)的設備主要有BAI830、BAI830C、BAI730D、BAIl200、RCS，包含了CVD技術和PVD技術兩類，而目前PVD主要采用BAIl200、RCS設備，該類設備以陰極電弧技術為主，也可附加磁控濺射靶進行WC/C膜的涂層。到目前為止，Balzers公司在全球已開辦了57家涂層服務中心，其涂層設備超過400臺。
BAIl200、RCS采用了圓形平面陰極靶技術和輻射加熱技術，可進行快速鍍膜生產(chǎn)，該公司更注重新型涂層薄膜材料的開發(fā)，目前在該類設備中可進行BALINIT A，BALINIT B，BALINIT D，BALINIT FUTURA NANO，BALINIT X.TREME，BALINIT HARDLUBE，BALINIT X.CEED等薄膜涂層，目前其比較具有代表性的涂層為FUTURA NANO和X.CEED。FUTURA NANO是一種納米多層結(jié)構(gòu)TiAIN薄膜，據(jù)稱*新的技術可達到上百層，這種涂層適合于高速鋼及硬質(zhì)合金材料，用于鉆削、車削或干式切削的高速加工；而X.CEED則是一種單層的TiA1N，與傳統(tǒng)的涂層不同，這種只用于硬質(zhì)合金刀具的涂層工藝，可使刀具具有優(yōu)異的紅硬性、抗氧化性，即使在惡劣的加工條件下，其薄膜與基體仍具有良好的結(jié)合強度，因此可適應于斷續(xù)切削加工方式，該類涂層可用于加工鈦合金、銦鉻鎳合金等材料的加工，被加工材料硬度可達到52HRC。
而目前Balzers*具代表性的涂層是一種無鈦涂層，稱為G6，即AlCrN涂層。與傳統(tǒng)的TiN、TiCN、TiAlN相比，G6具有更高的紅硬性及抗氧化性能，使用溫度可達到1000℃，這種涂層工藝適合于硬質(zhì)合金及高速鋼材料涂層，用于銑削和車削加工，切削速度可達400m/min以上。據(jù)介紹該類涂層不僅適合于精加工，也可用于粗加工，從某種角度而言，其拓寬了PVD的應用領域。
2.2 瑞士Platit涂層公司
瑞士Platit公司是近幾年涌現(xiàn)出來的一家較著名的刀具涂層公司，其為BCI集團的成員，隸屬于W Blosch AG公司。W Blosch成立于1947年，主要從事表殼鍍金及寶石行業(yè)；1977年開辦了PVD（物理涂層）部；1979年建立了真空沉積生產(chǎn)廠；1985年開始從事硬質(zhì)薄膜的生產(chǎn)；1987年注冊了PLATIT品牌；1992年組裝出*臺涂層設備；2000年在PL50和PL200的基礎上，建立了整套的涂層系統(tǒng)，實現(xiàn)了交鑰匙工程能力；2002年通過研究納米結(jié)構(gòu)涂層，開發(fā)出了旋轉(zhuǎn)靶π80涂層設備；2003年nACoR納米結(jié)構(gòu)涂層達到工業(yè)應用水平。
截止到2004年，Platit公司共生產(chǎn)了約100臺涂層設備。Platit在捷克、斯洛文尼亞、美國、中國香港、西班牙、Scandinacia設有涂層加工中心，其涂層設備共五個系列：iPL50、PL200、MO200、PL1000及π80，應用領域主要涉及刀具、模具及耐磨零部件。
Platit主要采用矩形大面積平面靶陰極電弧涂層技術，該技術起源于上世紀90年代中期，使每一陰極靶材完全覆蓋有效涂層區(qū)域，*大靶材高度可達800mm，由于成功地解決了電弧的控制技術，與同類技術相比其真空爐內(nèi)涂層均勻性得以大幅度提高，通常爐內(nèi)不均勻性可控制在10%以內(nèi)，*偏差小于0.5μm。
該公司2002年所開發(fā)的π80涂層設備具有獨特的創(chuàng)新性。π80設備與傳統(tǒng)的涂層設備有較大的區(qū)別，首先引入了納米結(jié)構(gòu)薄膜概念，以（nc-Ti1-xAlxN）/（αSi3N4）納米復合相結(jié)構(gòu)薄膜為例，在強等離子體作用下，納米TiAlN晶體被鑲嵌在非晶態(tài)的Si3N4體內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)使薄膜硬度可達到50GPa，且高溫硬度更是十分突出，當溫度達到1200℃時，其硬度值仍可保持在30GPa；其二，在工業(yè)化生產(chǎn)設備中雖然仍采用了陰極電弧技術，但蒸發(fā)源已由原來的平面形式變換成可轉(zhuǎn)動的圓柱形靶，由此帶來的好處可能是多方面的，例如可以自動清潔、靶材利用率高、涂層表面粗糙度可達到Ra0.02～0.03μm（通常涂層為Ra0.1μm左右），π80與其它傳統(tǒng)的涂層設備相同可進行TiN、TiAlN、AlTiN、nACo、TiCN-Mp、TiAlCN、CrN、ZrN、DLC等涂層。
2.3 CemeCon涂層公司
CemeCon是一家專門從事涂層技術開發(fā)及涂層服務的公司，創(chuàng)建于1986年，1988年開發(fā)制造了*臺CC800 PVD專用涂層設備，并在德國、美國、丹麥及中國設立有涂層加工服務中心。公司目前生產(chǎn)的PVD涂層設備主要有三種，分別為SX、ML、XL，到目前為止設備銷售約90臺左右。
CemeCon公司采用的是磁控濺射離子鍍技術，該項技術兼有空心陰極離子鍍和陰極電弧離子鍍的優(yōu)點，涂層組織致密，同時也選擇了大面積矩形靶材技術，從而進一步保證了涂層的均勻性；該技術可涂鍍多種單層、多層或復合薄膜，如TiN、TiC、TiCN、ZrN、CrN、WC/C、MoS2、TiAlN、TiAlCN、TiN-AlN、CBN、AlO等。CemeCon公司所開發(fā)的H.I.S磁控濺射技術，成功地解決了磁控濺射離子鍍技術在實際應用中許多關鍵性技術難題，諸如離化率、離子能量的提高等，并在刀具涂層方面達到了工業(yè)化生產(chǎn)水平。從我們了解的情況分析，該涂層技術具有薄膜組織致密、涂層均勻、產(chǎn)品一致性好的特點，尤其適合于可轉(zhuǎn)位刀片及中小尺寸刀具的涂層加工。
CemeCon公司*新的工藝技術為H.I.P技術，基于雙極脈沖原理，在此基礎上開發(fā)了SUPERTIN涂層，一種致密立方晶格超級氮化物，該涂層在中等切削條件下加工不銹鋼或有色金屬，與傳統(tǒng)的氮化鈦相比具有明顯的優(yōu)勢；而TINALOX則是利用該技術開發(fā)的一種高速加工用硬質(zhì)薄膜，其除具有較高的表面硬度外，還具有良好的抗高溫性能，使用溫度也可達到1000℃，可用于鑄鐵、不銹鋼及高溫合金的切削加工。也正是由于H.I.P技術的開發(fā)成功使得AlOX涂層成為可能，這種非導體的薄膜材料具有優(yōu)異的高溫性能，如何通過PVD的方法實現(xiàn)氧化鋁鍍膜，一直是業(yè)界所關心的問題，而H.I.P技術為這一問題的解決提供了可能的方案。該公司新近開發(fā)的Al2O3薄膜涂層，涂層溫度低于450℃，與以往的概念不同，其HIP的AlOx涂層建立在HIS的TiAlN薄膜基礎上，并在鑄鐵和高性能合金材料試驗中取得了滿意結(jié)果，使得PVD AlO涂層成為現(xiàn)實，也為物理涂層技術向半精加工或粗加工方面發(fā)展奠定了基礎，同時也確立了PVD今后的一個發(fā)展方向。
此外，該公司提出了潤滑薄膜涂層的概念，在薄膜TiAlBN結(jié)構(gòu)中，通過硼含量的變化，適應切削條件的變化，在加工過程中產(chǎn)生所謂“insitu”現(xiàn)象，即通過硼向表面的擴散，形成BN、B2N3，從而得到有利于切削加工的潤滑膜層。
此外，CemeCon另一頗具特色的技術是CVD金剛石涂層技術。2000年建立CCDia生產(chǎn)線，使金剛石涂層技術達到工業(yè)化生產(chǎn)水平，其技術含量高，可以批量生產(chǎn)金剛石透明薄膜。
2.4 PVT涂層公司
PVT涂層公司也是上世紀80年代中期崛起的一家專業(yè)刀具涂層企業(yè)，可進行各種刀具、模具涂層加工。PVT公司以涂層設備銷售為主，現(xiàn)在主要開發(fā)的涂層設備有4種：S2、M2、L3、L4，近幾年銷售設備約20臺左右。
該公司也是采用大面積矩形陰極電弧蒸發(fā)技術，與Platit涂層技術相近，主要進行TiN、TiCN、AlTiN、ZrN、CrN涂層。該公司在等離子刻蝕、清洗工藝開發(fā)方面*特色，并且注重薄膜與基體結(jié)合結(jié)構(gòu)的研究，涂層結(jié)合強度較為理想；此外公司也十分看重生產(chǎn)效率的提高，在大幅度提高抽氣速率的同時，由通過強制冷方式縮短了冷卻周期，從而提高了生產(chǎn)效率；通過附加PLC潤滑膜技術進一步降低了薄膜表面的摩擦系數(shù)。
PVT的涂層技術和設備在中國、美國、歐洲、日本等世界范圍內(nèi)獲得了多項專利技術，其專利技術包括了新型電弧蒸發(fā)源、電弧等離子導電裝置、基體處理技術和裝置等。其動態(tài)電磁控制蒸發(fā)器對電弧進行優(yōu)化控制，使靶材各個部分能得到同等強度的電弧，均勻蒸發(fā)和離子化，靶材離子化率高達85%以上，很好地解決了顆�；颉耙旱巍眴栴}，涂層微結(jié)構(gòu)非常細密，涂層表面光亮。對基體獨特的刻蝕清洗技術使得涂層被沉積到工件之前得到完全徹底的清洗，使得涂層與基體的結(jié)合力達到理想的指標。采用新的刻蝕技術后，薄膜與基
